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    信息化技術(shù)在“原電池”教學(xué)中的應(yīng)用

    2018-05-10 09:36:08郭靜薛亮任程李俊杰
    新一代 2018年6期
    關(guān)鍵詞:原電池教學(xué)設(shè)計信息化

    郭靜 薛亮 任程 李俊杰

    摘 要:隨著社會邁入信息化時代,信息技術(shù)在科學(xué)研究和日常生活中的應(yīng)用越來越廣,信息化時代的到來對教育教學(xué)提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn),同時也是一種機遇。本文以信息化為指導(dǎo)思想、以“原電池”為載體探究信息技術(shù)在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,以期為化學(xué)教學(xué)實現(xiàn)信息化提供切實可行的建議。

    關(guān)鍵詞:原電池;教學(xué)設(shè)計;信息化

    一、指導(dǎo)思想

    新課程所倡導(dǎo)的教學(xué)是建構(gòu)主義的教學(xué),可以概括為:以學(xué)生為中心,利用情景、協(xié)作、對話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素,充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和創(chuàng)新精神,最終達到使學(xué)生有效地實現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的,在整個教學(xué)中教師起組織者、指揮者、幫助者和促進者的作用。教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進者,越來越多的應(yīng)用信息化技術(shù)手段協(xié)助教學(xué),除了使用信息技術(shù)手段進行備課、講課之外,還能夠利用視頻、動畫演示、圖片和音頻等啟發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解構(gòu)問題并解決問題。

    現(xiàn)代社會中,隨著科技的高度發(fā)展,信息技術(shù)越來越成為我們生活、學(xué)習(xí)、工作中必不可少的工具。眾所周知,國際上對于信息技術(shù)的重視程度越來越廣,信息技術(shù)也逐漸成為國防安全的屏障和外交的籌碼。作為教育者也越來越重視信息技術(shù)的重要性,國外較早地將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中并且發(fā)展趨于成熟,教師能夠較為熟練的在教學(xué)中應(yīng)用信息化技術(shù)作為重要的教學(xué)輔助手段。相較于國外,國內(nèi)將信息化技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)起步較晚并且發(fā)展緩慢,這對于教育的信息化十分不利。作為21世紀的主人,學(xué)生應(yīng)當(dāng)從小樹立使用信息技術(shù)的概念,這有利于學(xué)生在日益激烈的國際競爭中把握主動權(quán)。本次教學(xué)設(shè)計通過多媒體、視頻、動畫的使用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究,提升化學(xué)學(xué)習(xí)能力,培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素養(yǎng),提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率,促進學(xué)生全面發(fā)展。

    二、教學(xué)內(nèi)容分析

    筆者在該部分通過分析課標(biāo)要求、考試要求把握教學(xué)的重點和教學(xué)深度。

    (一)課標(biāo)要求

    1.體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程,了解原電池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

    2.通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理,認識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。

    3.能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因,認識金屬腐蝕的危害,通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。

    (二)考試說明

    1.了解原電池的工作原理,了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。

    2.理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害、防止金屬腐蝕的措施。

    三、學(xué)習(xí)對象分析

    (一)化學(xué)學(xué)習(xí)需求分析

    1.學(xué)生知識完整性的需要

    通過初三的學(xué)習(xí),學(xué)生掌握了金屬活動性順序。高一學(xué)生通過必修一的學(xué)習(xí)已掌握氧化還原知識和基本的電學(xué)知識,具有學(xué)習(xí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的知識基礎(chǔ)。在前一節(jié)“化學(xué)能和熱能的相互轉(zhuǎn)化”中了解到化學(xué)反應(yīng)可以把儲存在物質(zhì)內(nèi)部的能量以熱能、電能、光能等形式釋放出來,化學(xué)能可以和熱能之間相互轉(zhuǎn)化,同時也了解到化學(xué)能可以和電能之間相互轉(zhuǎn)化,但他們不知道怎樣才能實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化關(guān)系。

    2.學(xué)生觀念和思維轉(zhuǎn)變的需要

    在教學(xué)過程中努力實現(xiàn)“化學(xué)能→熱能→機械能→電能”思維模式向“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”新思維模式的轉(zhuǎn)換,并且?guī)椭鷮W(xué)生形成高效利用燃料、不浪費能源、積極開發(fā)高能清潔燃料的意識?,F(xiàn)代化學(xué)強調(diào)“綠色化學(xué)”和“高效化學(xué)”,而原電池通過能量轉(zhuǎn)化能夠?qū)⒒瘜W(xué)能直接轉(zhuǎn)化為熱能正符合這樣的思想。

    (二)學(xué)生的能力起點分析

    1.具備的知識與技能

    學(xué)生通過“化學(xué)能與熱能”學(xué)生了解了化學(xué)能可以和熱能之間相互轉(zhuǎn)化,為化學(xué)能和電能的轉(zhuǎn)化的學(xué)習(xí)埋下伏筆,并且高一學(xué)生已掌握氧化還原知識、金屬活動性順序和基本的電學(xué)知識,掌握了氧化還原的本質(zhì)與反應(yīng)式的書寫,具有學(xué)習(xí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的知識基礎(chǔ)。在技能方面,通過初中和高一上學(xué)期對學(xué)生實驗基本技能的培養(yǎng),學(xué)生能夠在教師的指導(dǎo)下完成化學(xué)實驗并進行探究,現(xiàn)已具備獨立完成實驗的動手能力。

    2.具備的方法

    通過實驗方案的設(shè)定選擇實驗儀器的方法,設(shè)計簡單探究實驗的方法。

    3.具備的情感態(tài)度與價值觀

    結(jié)合生活中的電池感受化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能,對原電池的工作原理充滿了好奇,樂于探究化學(xué)世界的奧秘。

    4.具備的媒體操作能力

    學(xué)生已經(jīng)具備一定的媒體操作能力,會使用多媒體播放功能以及上網(wǎng)瀏覽搜索所需要的信息。

    四、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析

    (一)知識與技能

    1.了解并掌握原電池形成的原理及原電池的定義。

    2.能利用實驗進行探究原電池形成的條件。

    3.能利用所學(xué)知識進行知識的運用。

    (二)過程與方法

    1.學(xué)會利用化學(xué)實驗進行探究原電池原理和形成條件的能力。

    2.學(xué)生通過觀察宏觀現(xiàn)象,分析微觀本質(zhì),體會從“宏觀到微觀”的化學(xué)思維方法。

    (三)情感態(tài)度與價值觀

    1.通過對銅鋅原電池的工作原理和構(gòu)成條件的學(xué)習(xí),體驗原電池的奇妙與科學(xué)價值,感受“電子轉(zhuǎn)移”過程中物質(zhì)變化與能量變化的辯證統(tǒng)一。

    2.學(xué)生通過化學(xué)實驗進行問題探究,提高其動手能力和相互合作精神及科學(xué)探究問題的能力。

    五、教學(xué)重難點分析

    (一)教學(xué)重點

    原電池的概念、工作原理、構(gòu)成條件。

    (二)教學(xué)難點

    從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì),以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價值。

    六、學(xué)習(xí)資源與環(huán)境

    (一)教師通過網(wǎng)絡(luò)下載圖片、視頻,自制flash動畫等教學(xué)資源,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

    (二)學(xué)生上網(wǎng)查詢原電池相關(guān)資料,加深理解。

    七、教學(xué)多媒體設(shè)計

    八、教學(xué)過程設(shè)計

    【新課導(dǎo)入】

    【視頻播放】太空大戰(zhàn)時宇宙飛船上的太陽能電池

    【引入】電池與我們的生活息息相關(guān),在生活中哪些地方會用到電池?

    【多媒體展示】西紅柿電池。

    【學(xué)生活動】學(xué)生觀看聆聽,踴躍回答

    【設(shè)計意圖】觀看趣味實驗激發(fā)探究原電池工作原理的欲望,引出新課方向。

    實驗探究1:

    【flash動畫】實驗1:把一塊鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。測量溶液的溫度,分析能量變化情況

    實驗2:把一塊銅片插入盛有稀硫酸的燒杯里。

    實驗3:把銅片和鋅片用導(dǎo)線連起來插入稀硫酸的燒杯里。

    要求同學(xué)認真觀察現(xiàn)象,并思考原因。

    【設(shè)疑】銅不與稀硫酸反應(yīng),銅片上的氣體是哪里來的?

    【學(xué)生回答】 1、鋅片上有氣泡,因為鋅能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能

    2、銅片上沒有氣泡,因為銅不能和稀硫酸反應(yīng)

    3、銅片上有氣泡

    【引導(dǎo)】怎樣通過實驗來證明鋅片上的電子是否通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到了銅片上?

    【學(xué)生討論】學(xué)生激烈討論的焦點問題有:

    1、銅片上的氣體是什么?

    2、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣恚?/p>

    3、鋅片有什么變化?溶液中氫離子濃度發(fā)生了什么變化?

    討論結(jié)果:鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上,氫離子在銅片上得電子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃狻?/p>

    【追問】能量是如何轉(zhuǎn)化的?

    【學(xué)生回答】電流計指針偏轉(zhuǎn)說明導(dǎo)線中有電子流過,證明氫離子得到的電子確實是鋅片失去,通過導(dǎo)線傳遞到銅片上的。

    【師生總結(jié)】

    【板書】原電池

    1、定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池;

    2、工作原理:

    負極:電子流出,較活潑,鋅片:Zn-2e-=Zn2+

    (氧化反應(yīng))

    正極:電子流入,較不活潑,銅片:2H++2e-=H2↑

    (還原反應(yīng))

    【設(shè)計意圖】通過實驗探究,借助已有的物理知識理解化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了電能,揭示原電池的反應(yīng)本質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的思維遷移能力以及將各學(xué)科知識融會貫通與應(yīng)用能力。有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

    實驗探究2:

    【提問】通過以上實驗探究,你認為構(gòu)成原電池應(yīng)滿足什么條件呢?

    學(xué)生積極思考,作出判斷。

    【學(xué)生總結(jié)】構(gòu)成原電池的條件:

    首先,有自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

    其次,滿足下列條件:

    (1)有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極

    (2)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中

    (3)兩極相連形成閉合回路

    【多媒體展示】給出不同的裝置,讓學(xué)生判斷哪些是原電池,哪些不是原電池并解釋原因。

    【板書】

    3、構(gòu)成原電池的條件:

    (1)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)

    (2)有兩種活動性不同的電極

    (3)電極材料均插入電解質(zhì)溶液中

    (4)兩極相連形成閉合回路

    【強調(diào)】構(gòu)成原電池的條件:兩極一液成回路

    【設(shè)計意圖】通過問題的設(shè)計與解決,層層遞進,自主探索,得出形成原電池的條件,鍛煉了學(xué)生分析推理能力。利用化學(xué)史料培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,歸納抽象其本質(zhì)的能力。完成化學(xué)源于生活,探究其本質(zhì),應(yīng)用于生活的學(xué)習(xí)目的。

    【課堂小結(jié)】小結(jié)本節(jié)課重難點

    【課堂檢測】布置任務(wù),給出5個針對性訓(xùn)練題(幻燈片展示)。

    【評價階段】引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)互相評價、自我評價。

    【設(shè)計意圖】及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決

    【作業(yè)布置】任務(wù):對應(yīng)課時作業(yè)

    本節(jié)教學(xué)設(shè)計將“原電池”的教學(xué)內(nèi)容和信息化技術(shù)融會貫通,利用多媒體視頻、動畫、圖片等手段向?qū)W生動態(tài)地展示原電池形成的條件,一方面使得學(xué)生形成原電池的基本概念,為選修四電化學(xué)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),同時在學(xué)生頭腦中建立起信息化的觀念,有助于促進信息化教學(xué)的不斷完善和發(fā)展。

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